一種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒及其制備方法，所述床料載體顆粒由惰性填料與塑料混合，然后加熱至塑料熔融溫度，將混合物混合均勻后，再經(jīng)過拉絲、造粒過程制備成圓柱狀或球狀顆粒，所述載體顆粒密度為1.05?1.30X103kg/m3,顆粒當(dāng)量直徑為0.3mm?1.0mm。本發(fā)明制造成本低、流化特性好、性能穩(wěn)定；顆粒掛膜特性好，總氮的去除率達(dá)到85%，總磷的除率達(dá)到89.5%，總C0D的平均去除率達(dá)到84%，氨氮的去除率達(dá)到88%。在流化床中運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)能耗較小，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
【專利說明】一種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及環(huán)?！炯夹g(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒 及其制備方法。

【背景技術(shù)】：
[0002] 《"十二五"節(jié)能減排綜合性工作方案》（國發(fā)〔2011〕26號）推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理設(shè) 施及配套管網(wǎng)建設(shè)，改造提升現(xiàn)有設(shè)施，強(qiáng)化脫氮除磷。到2015年，基本實(shí)現(xiàn)所有縣和重點(diǎn) 建制鎮(zhèn)具備污水處理能力，全國新增污水日處理能力4200萬噸，新建配套管網(wǎng)約16萬公 里，城市污水處理率達(dá)到85%，形成化學(xué)需氧量和氨氮削減能力280萬噸、30萬噸。繼續(xù)推 進(jìn)節(jié)能減排科技專項(xiàng)行動(dòng)，組織高效節(jié)能、廢物資源化以及小型分散污水處理、農(nóng)業(yè)面源污 染治理等共性、關(guān)鍵和前沿技術(shù)攻關(guān)。
[0003] 由于廢水中可能含有能致病的微生物、能促進(jìn)水生植物生長的營養(yǎng)物質(zhì)以及可能 致病的其它有毒化合物，為了保護(hù)人類的健康，廢水在重新利用或直接排入環(huán)境之前必須 經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚怼U水處理通常包括一級處理（物理處理）、二級處理（生化處理）和三級 處理（深度處理）。由于幾乎所有的廢水中都含有可生物降解的成分，因此，采用生物降解 法去除廢水中的各種營養(yǎng)成分（BNR)就成為廣泛采用的廢水處理工藝過程，其不僅可以去 除廢水中的有機(jī)污染物，而且還可以有效去除廢水中的氮和磷。
[0004] 生物流化床處理污水的研究和應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代的美國環(huán)保署。日本在80 年代初開展大量的生物流化床研究工作，有代表性是栗田公司和三菱公司。
[0005] 國內(nèi)對生物流化床的研究起步較晚，1978年蘭州石化公司研究院環(huán)保所開始純氧 曝氣生物流化床處理石油化工廢水的研究工作。國內(nèi)主要研究的是空氣曝氣流化床，1980 年成都市政設(shè)計(jì)院、北京環(huán)保所、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、武漢給排水設(shè)計(jì)院等開展的城市生活污 水的以兼氣床為主的流化床工藝研究，1984年撫順石油研究所采用射流曝氣三相床處理煉 油廢水。主要研究側(cè)重于探索操作方式、載體特性、充氧方法、生物膜控制和更新，在此基礎(chǔ) 上推薦設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0006] 中國專利CN 200810138313. 8涉及一種污泥陶粒在污水處理中的應(yīng)用，其特征是 作為污水處理填料用于生物濾池或流化床生物反應(yīng)器。污泥陶粒應(yīng)用于污水處理拓寬了污 泥資源化【技術(shù)領(lǐng)域】，具有廣闊的推廣應(yīng)用價(jià)值和"以廢治廢"的環(huán)境效應(yīng)，因此該發(fā)明實(shí) 現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的雙重功效。中國專利CN 201310563674. 8公開了一種用于污 水處理的固定床微生物載體,包含載體本體；所述載體本體是由圓柱形線材編制而成的網(wǎng) 狀圓柱體；所述每根圓柱形線材的外表面均布有毛刺；本發(fā)明所述的用于污水處理的固定 床微生物載體能夠?yàn)槲⑸锾峁┝肆己玫母街L環(huán)境，且能保證微生物可以承受較大的 水利沖擊負(fù)荷，為微生物提供了良好的附著生長環(huán)境，并可以該載體為基礎(chǔ)進(jìn)行脫氮處理， 且處理效果好。中國專利CN201310600117. 9涉及一種生物填料，具體是涉及一種用于污水 處理的生物活性填料，屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。包括玄武巖顆粒、炭蘚泥。所述的玄武巖 顆粒、炭蘚泥組分按重量比為1 :1。該填料在原有顆粒性填料的基礎(chǔ)上，選用炭蘚泥作為底 料，使被處理的附著物經(jīng)過表面吸附與底層附著，實(shí)現(xiàn)更好、更有效的去污能力。中國專利 CN 200910099516. 5公開了一種用于污水生物流化床處理工藝的磁性載體的制備方法。包 括如下步驟：1)將磁粉加入反應(yīng)釜，在攪拌轉(zhuǎn)速為40?100R/MIN下，依次加入無機(jī)酸、 有機(jī)酸，加熱升溫至65?80°C，反應(yīng)1. 5?2小時(shí)；2)將反應(yīng)物轉(zhuǎn)移至干燥箱，于80? KKTC下烘干0. 5?1小時(shí)，干化冷卻后經(jīng)研磨式粉碎機(jī)粉碎，并用100目篩網(wǎng)篩分后得到 顆粒磁性載體。中國專利CN 201110113702. 7涉及一種用于生物流化床廢水處理的高密度 多孔載體及其制備方法。由粉煤灰、粘土、煤矸石、造孔劑、粘結(jié)劑、水按質(zhì)量百分比配制而 成，通過混合、壓片成型、干燥、煅燒、研磨粉碎后，經(jīng)無機(jī)酸或堿擴(kuò)孔、烘干、在20?35% 濃度的擬胞外聚多糖水溶液中浸漬、陰干制得。
[0007] 利用塑料及惰性材料制備復(fù)合型流化床處理污水用床料載體目前沒有文獻(xiàn)報(bào)道。


【發(fā)明內(nèi)容】
：
[0008] 本發(fā)明的目的是提供一種制造成本低、流化特性好、性能穩(wěn)定的流化床污水處理 系統(tǒng)用床料載體顆粒。
[0009] 本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0010] 一種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒，由質(zhì)量比為〇. 05?0. 25:0. 75? 〇. 95的惰性填料與塑料混合制備而成，所述載體顆粒密度為1. 05?I. 30X103kg/m3,顆粒當(dāng) 量直徑為〇· 3mm?L 0_。
[0011] 其制備方法包括以下步驟：將質(zhì)量比為〇. 05?0. 25:0. 75?0. 95的惰性填料與 塑料混合，然后加熱至塑料熔融溫度，將混合物混合均勻后，再經(jīng)過拉絲、造粒過程制備成 圓柱狀或球狀顆粒。
[0012] 所述的惰性填料優(yōu)選為石灰石或石英砂粉末或橄欖石等。
[0013] 所述塑料優(yōu)選為聚乙烯或聚丙烯或聚碳酸酯或回收混合塑料。
[0014] 所述的流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒的應(yīng)用，在載體顆粒投入污水流化 床前，先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05?0. 1 %的廢鐵粉水浸泡24?36小時(shí)，浸泡過程中不斷攪拌使 含有鐵粉的懸濁液與載體顆粒均勻混合。經(jīng)過處理以后的顆粒表面附著有少量鐵銹，有利 于顆粒的初始掛膜。
[0015] 本發(fā)明的載體顆粒密度為1.05?1.30X103kg/m3,顆粒當(dāng)量直徑為0. 3mm? 1. 0_，如圖1和2所示，載體顆粒在污水的流化速度可以控制在5mm/s左右，顆粒帶出速度 在20mm/s左右。在保證合適的回流比的條件下，有利于減少系統(tǒng)整體的運(yùn)行能耗。同時(shí)帶 出速度約為正常流化速度的4倍左右，有較為充裕的操作空間，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
[0017] 1、本發(fā)明顆粒制造成本低、流化特性好、性能穩(wěn)定；
[0018] 2、顆粒在流化床中運(yùn)彳T時(shí)，系統(tǒng)能耗較小，有利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)打。
[0019] 3、顆粒掛膜特性好，對污水的處理效果好，總氮的去除率達(dá)到85%，總磷的除率達(dá) 到89. 5%，總COD的平均去除率達(dá)到84%，氨氮的去除率達(dá)到88%。

【專利附圖】

【附圖說明】：
[0020] 圖1是密度為I. 05X103kg/m3的顆粒流化特性；
[0021] 圖2是密度為I. lX103kg/m3的顆粒流化特性；
[0022] 圖3是密度為I. 2X103kg/m3的顆粒流化特性；
[0023] 圖4是密度為I. 3X103kg/m3的顆粒流化特性；
[0024] 圖5是圓柱形復(fù)合載體顆粒；
[0025] 圖6是球型復(fù)合載體顆粒；
[0026] 圖7是掛膜以后的圓柱形復(fù)合載體顆粒；
[0027] 圖8是掛膜以后的球型復(fù)合載體顆粒。

【具體實(shí)施方式】：
[0028] 以下是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，而不是對本發(fā)明的限制。
[0029] 實(shí)施例1 :
[0030] -種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒，由石英砂粉末與聚乙烯按比例 0. 15:0. 85制備而成，其制備方法包括以下步驟：將惰性填料與塑料混合，然后加熱至塑料 熔融溫度，將混合物混合均勻后，再經(jīng)過拉絲、造粒過程制備成圓柱狀或球狀顆粒（如圖3 所示），得到的載體顆粒密度為I. 20X103kg/m3,顆粒當(dāng)量直徑為0. 6mm。如圖2所示，載體 顆粒在污水的流化速度可以控制在5mm/s左右，顆粒帶出速度在18mm/s左右。在保證合適 的回流比的條件下，有利于減少系統(tǒng)整體的運(yùn)行能耗。同時(shí)帶出速度約為正常流化速度的 4倍左右，有較為充裕的操作空間，有利于系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
[0031] 得到的載體顆粒投入污水流化床前，先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 05%的廢鐵粉水浸泡36 小時(shí)，浸泡過程中不斷攪拌使含有鐵粉的懸濁液與載體顆粒均勻混合。如圖4所示，經(jīng)過處 理以后的顆粒表面附著有少量鐵銹，有利于顆粒的初始掛膜。
[0032] 本發(fā)明實(shí)施例得到的床料載體顆粒用于流化床污水處理系統(tǒng)對污水進(jìn)行處理，處 理效果見下表：
[0033] 由表可以看出，本發(fā)明對污水的處理效果好，總氮的去除率達(dá)到85%，總磷的除率 達(dá)到89. 5%，總COD的平均去除率達(dá)到84%，氨氮的去除率達(dá)到88%。
[0034]

【權(quán)利要求】
1. 一種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒，其特征在于，由質(zhì)量比為0.05? 0. 25:0. 75?0.95的惰性填料與塑料混合制備而成，所述載體顆粒密度為1.05? 1. 30X103kg/m3,顆粒當(dāng)量直徑為 0. 3mm ?I. 0mm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒，其特征在于，所述 惰性材料為石灰石或石英砂粉末或橄欖石；所述塑料為聚乙烯或聚丙烯或聚碳酸酯或回收 混合塑料。
3. -種流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟：將質(zhì)量比為〇. 05?0. 25:0. 75?0. 95的惰性填料與塑料混合，然后加熱至塑料熔融溫 度，將混合物混合均勻后，再經(jīng)過拉絲、造粒過程制備成圓柱狀或球狀顆粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒的制備方法，其特征 在于，所述惰性材料為石灰石或石英砂粉末或其混合物；所述塑料為聚乙烯或聚丙烯或聚 碳酸酯或回收混合塑料。
5. 如權(quán)利要求1所述的流化床污水處理系統(tǒng)用的床料載體顆粒的應(yīng)用，其特征在于， 在載體顆粒投入污水流化床前，先用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為〇. 05?0. 1 %的廢鐵粉水浸泡24?36小 時(shí)，浸泡過程中不斷攪拌使含有鐵粉的懸濁液與載體顆粒均勻混合。
【文檔編號】C02F3/00GK104211163SQ201410442620
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月2日
【發(fā)明者】王小波, 李海濱, 趙增立, 劉安琪, 鐘慧瓊, 祝京旭 申請人:中國科學(xué)院廣州能源研究所